对单例模式的这方面感到困惑答案

【问题标题】：Confused about this aspect of Singleton pattern对单例模式的这方面感到困惑
【发布时间】：2014-11-14 05:52:32
【问题描述】：

我从网上找到的教程改编了我的 Singleton 课程。我的标题看起来像：

class Logger{
public:
    static Logger *instance();
    ~Logger();
private:
    Logger();
    static Logger *instance_;
};

而cpp文件是：

Logger* Logger::instance_=nullptr;  //Confused about this 

Logger *Logger::instance(){
    if (instance_==nullptr){
        instance_=new Logger();
    }
    return instance_;
}

Logger::Logger(){}

几个问题：

1) 在我的 cpp 的第一行，如果我只写“Logger::instance_=nullptr;”然后我得到一个错误。既然已经在头文件中声明了，为什么还要再提一下 instance_ 是一个指针呢？

2) 为什么我不能将头文件中的instance_初始化为“static Logger *instance_=nullptr;”？这样做会给我以下错误：

错误：静态数据的类内初始化需要“constexpr” 非整数类型的成员‘Logger* Logger::instance_’ [-fpermissive] 静态记录器*instance_=nullptr； ^

谢谢！

【问题讨论】：

标签： c++ design-patterns singleton

【解决方案1】：

问题 1) 在我的 cpp 的第一行中，如果我只写Logger::instance_=nullptr;，那么我会收到一个错误。既然已经在header中声明了，为什么还要再提instance_是一个指针呢？

来自 C++ 草案标准 N3337：

9.4.2 静态数据成员

5 static 命名空间范围内类的数据成员具有外部链接 (3.5)。

与声明类似

extern int a;

在 .h 文件中并定义

int a = 10;

在 .cpp 文件中。 a 在定义时必须指定其类型。

问题2）为什么我不能将头文件本身中的instance_初始化为“static Logger *instance_=nullptr;”？

来自 C++ 标准草案 N3337（强调我的）：

9.4.2 静态数据成员

2 static 数据成员在其类定义中的声明不是定义，并且可能是除 cv 限定的 void 之外的不完整类型。 static 数据成员的定义应出现在包含该成员的类定义的命名空间范围内。 在命名空间范围的定义中，static 数据成员的名称应由其类限定使用 :: 运算符命名。

更新，以回应 OP 的评论

假设你有：

namespace detail
{
   class Foo
   {
       static int var;
   };
}

Foo::var 必须在Foo 的封闭namespace 中定义。

namespace detail
{
   int Foo:var = 0;
}

如果一个类没有明确的封闭命名空间，则全局范围就是它的封闭命名空间。

【讨论】：

我的静态变量在这里有命名空间范围是什么意思？它与类范围不同吗？谢谢！

【解决方案2】：

这两个问题归结为一件事，即“您必须在实现文件中明确地为类中使用的静态数据成员提供定义”。

【讨论】：

【解决方案3】：

1) 在我的 cpp 的第一行，如果我只写“Logger::instance_=nullptr;”然后我得到一个错误。既然已经在header中声明了，为什么还要提instance_是指针呢？

因为您需要能够定义静态变量而不首先声明它们，所以C++需要类型定义以及声明中的信息。

2）为什么我不能在头文件本身中将instance_初始化为“static Logger *instance_=nullptr;”？

因为您不希望在包含您的标头的每个文件中都有相同变量的副本。整个程序中应该只有一个定义，但每次访问时都需要声明。

【讨论】：